新疆师范大学附属中学2022届高三上学期一模仿真训练（四）物理试题含答案

这是一份新疆师范大学附属中学2022届高三上学期一模仿真训练（四）物理试题含答案，共12页。

新疆师大附中2022届高三年级一模前诊断测试四
物理试卷
测试时间：100分钟 全卷满分：100分
一．选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错和不答的得0分。）
1．图为杂技运动员在训练时的照片，有一小球自由落下，落到水平桌面后反弹，如此数次落下和反弹．若规定竖直向下为正方向，碰撞时间不计，空气阻力不计，则下列v－t图象中正确的是( )


2．图2中图片来源于教材，与它们相关的知识说法正确的是( )
A．甲图，牛顿通过实验和逻辑推理将斜面倾角推近90°的方法，论证了自由落体是匀加速直线运动．开启了实验检验猜想和假设的科学方法，改变了人类对物体运动的认识





B．乙图，英国物理学家卡文迪许利用库仑扭秤测定了引力常量G，获得了“测量地球质量的人”的美誉
C．丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了光子说理论，建立了光电效应方程，认识到微观粒子具有“波粒二象性”特征．爱因斯坦被称为“量子之父”
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续地进行，核能持续地释放，这称为链式反应
3.如图所示是一种常用的“千斤顶”示意图，摇动手柄能使螺旋杆转动并保持水平，而A、B间距离发生变化，重物就能被顶起或下降．若物重为G，杆AB与AC之间的夹角为θ，不计“千斤顶”本身的重量，则“千斤顶”螺旋杆AB的拉力大小为( )
A．Gsin θ B．Gcos θ
C．Gtan θ D.tan θ(G)
4．如图所示，小车(包括固定在小车上的杆)的质量为M，质量为m的小球通过长度为L的轻绳与杆的顶端连接，开始时小车静止在光滑的水平面上．现把小球从与O点等高的地方释放(小球不会与杆相撞)，小车向左运动的最大位移是( )
A.M＋m(2LM) B.M＋m(2Lm)
C.M＋m(ML) D.M＋m(mL)

5．如图所示，虚线a、b、c代表某电场中一簇电场线，实线为一带正电的粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时从P运动到Q的轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）
A．P点处的电场强度比Q点处小
B．P点的电势高于Q点的电势
C．该带电粒子在P点处的动能比在Q点处大
D．该带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
6．将质量为、底角为的等腰梯形A放在质量为、倾角为的光滑斜面体B上，斜面体B处在光滑水平面上，如图所示。对A施加一个水平力F时A、B恰好一起在水平面上运动，已知，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．A、B可能做匀速直线运动 B．A、B加速度大小可能为
C．力F的大小为 D．力F的大小在某个范围内

7．如图，倾角为30°的斜面体放置于粗糙水平地面上，物块A通过跨过光滑定滑轮的柔软轻绳与小球B连接，O点为轻绳与定滑轮的接触点．初始时，小球B在水平向右的拉力F作用下使轻绳OB段与水平拉力F的夹角θ＝120°，整个系统处于静止状态．现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角θ不变，从初始到轻绳OB段水平的过程中，斜面体与物块A均保持静止不动，则在此过程中( )
A．拉力F逐渐增大
B．轻绳上的张力先增大后减小
C．地面对斜面体的支持力逐渐增大
D．地面对斜面体的摩擦力先增大后减小
8．随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已经不是梦想，宇航员登上月球后还能健步如飞。假设我国宇航员登月后的某次科学实验中，在月球表面附近以初速度竖直向上抛出一个小球，经时间t后小球回到出发点。已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．月球表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
B．月球表面的重力加速度为
C．月球的质量为
D．宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动
9．为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计（流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积）．如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小是f=kLv2，其中k为比例系数，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速，则有（ ）
A. 污水的流量Q=
B. 金属板M的电势不一定高于金属板N的电势
C. 电压U与污水中离子浓度有关
D. 左、右两侧管口的压强差为
10．如图所示，竖直平面MNRS的右侧存在竖直向上的足够大的匀强磁场．从平面MNRS上的O点处以初速度v0＝10 m/s，垂直MNRS面向右抛出一带电荷量为q、质量为m的小球．若磁感应强度B＝q(πm)，g取10 m/s2.下列说法正确的是( )
A．小球离开磁场时的速度大小为10 m/s
B．小球离开磁场时的速度大小为10 m/s
C．小球离开磁场时的位置与抛出点的距离为π(5) m
D．小球离开磁场时的位置与抛出点的距离为π(5) m
二．非选择题（7题，共60分）
11.某同学设计了如图所示装置验证机械能守恒定律。
（1）质量均为M的重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接、重物A上装有质量不计的遮光片，竖直标尺下端固定有光电门，固定重物A。先记下遮光片在标尺上对准的位置，再在重物A点下面悬挂一个质量为m的钩码。由静止释放重物A，记录遮光片通过光电门的遮光时间t，若遮光片的宽度为d，则遮光片挡光时重物A的速度为______。
（2）在乘物A下面悬挂2个，3个，4个……n个，保持每次重物下落的位置不变，重复（1）实验多次，测得多个对应的遮光片遮光时间t，以为纵轴，以为横轴，作出图像，通过标尺测出物A释放时遮光片离光电门的距离h，当地重力加速度为g，如果作出的图像与纵轴的截距等于______，图像的斜率等于______，则机械能守恒定律得到验证。

12．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是 (选填“甲”或“乙”)。


(2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15 V)
B.电压表(0~3 V)
C.滑动变阻器(0~50 Ω)
D.滑动变阻器(0~500 Ω)
实验中电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 。(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480

丙
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。图丁的各示意图中正确反映P-U关系的是 。

丁
13．如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动．已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g取10 m/s2.求：(1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？
(2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的功率？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)










14．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面体上，一劲度系数为k＝200 N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C，另一端连接一质量为m＝4 kg的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使细绳刚好没有拉力，然后由静止释放，求：
(1)弹簧恢复原长时细绳上的拉力大小；
(2)物体A沿斜面向上运动多远时获得最大速度；
(3)物体A的最大速度的大小．











15. 如图，一质量为M=6kg的足够长硬质均匀薄板，沿光滑水平面以v0=4m/s的速度向右匀速运动，在其上方5m高处，有一质量为m=1kg的小球自由下落，落在薄板上与板相撞后，又反弹能达到的最大高度为1.25m，小球和薄板碰撞的时间为0.02s，不计空气阻力及小球旋转，取g= 10m/s2。求：
（1）若薄板光滑，在碰撞过程中，薄板对小球的弹力；
（2）若小球与薄板间的动摩擦因数μ=0.3，小球第一次弹起后薄板的速度大小。













16.如图所示，一足够长的光滑绝缘水平面上方存在着水平向右的匀强电场，电场强度E＝3×103 V/m。一质量m＝1 kg、电荷量q＝＋3×10－3 C的弹性小球A由静止释放。距离A右侧x＝2 m处静置一大小与A相同、质量为2m的不带电的弹性绝缘小球B。经过一段时间，两球发生弹性正碰(碰撞时间极短，碰撞过程中电荷不发生转移)，空气阻力不计。求：(1)小球A、B第一次碰后瞬间的速度v1、v2；
(2)两球第一次碰撞后到第二次碰撞前的最大距离Δx。






17．如图所示的直角坐标系xOy中，在第一象限和第四象限分别存在垂直纸面向外和向里的匀强磁场，PQ是磁场的右边界，磁场的上下区域足够大，在第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，一个质量为m，电荷量为＋q的带电粒子从x轴上的M点以速度v0垂直于x轴沿y轴正方向射入电场中，粒子经过电场偏转后从y轴上的N点进入第一象限，带电粒子刚好不从y轴负半轴离开第四象限，最后垂直磁场右边界PQ离开磁场区域，已知M点与原点O的距离为2(3)l，N点与原点O的距离为l，第一象限的磁感应强度满足B＝ql(2mv0)，不计带电粒子的重力，求：(1)匀强电场的电场强度大小；(2)第四象限内的磁感应强度大小；
(3)若带电粒子从进入磁场到垂直磁场右边界离开磁场，在磁场中运动的总时间．







2022届高三训练卷 四
1．B [小球自由落下，落到水平桌面后反弹，速度变为负值，v－t图象中正确的是图B.]
2．D [题图甲，伽利略通过实验和逻辑推理将斜面倾角推近90°的方法，论证了自由落体是匀加速直线运动．开启了实验检验猜想和假设的科学方法，改变了人类对物体运动的认识，选项A错误；题图乙，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验测定了引力常量G，获得了“测量地球质量的人”的美誉，选项B错误；题图丙，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了光子说理论，建立了光电效应方程，认识到微观粒子具有“波粒二象性”特征．普朗克在对黑体辐射的研究中，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”，选项C错误；题图丁，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续地进行，核能持续地释放，这称为链式反应，选项D正确．]
3．D [如图所示，将重力G分解到沿AB方向的拉AB杆的力F1和沿AC方向的压AC杆的力F2，即得F1＝tan θ(G)，由牛顿第三定律知螺旋杆AB的拉力大小为tan θ(G).]


4．B [小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，设小球和小车在水平方向上的速度大小分别为v1、v2，有mv1＝Mv2，故ms1＝Ms2，s1＋s2＝2L，其中s1代表小球的水平位移大小，s2代表小车的水平位移大小，因此s2＝M＋m(2Lm)，选项B正确．]
5．【解答】解：A、根据电场线的疏密表示电场强度的相对大小，知P点处的电场线比Q点处密，则P点处的电场强度比Q点处大，故A错误。
B、粒子受到的电场力方向指向轨迹的内侧，即沿电场线的切线斜向右上方，而粒子带正电，则电场线斜向右上方，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，知P点的电势高于Q点的电势，故B正确。
C、从P运动到Q的过程，电场力对粒子做正功，动能增加，则该带电粒子在P点处的动能比在Q点处小，故C错误。
D、从P运动到Q的过程，电场力对粒子做正功，电势能减少，则该带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故D错误。
故选：B。
6．【答案】C【解析】A．系统水平方向只受力F，因此不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．对A、,对B
解得,故B错误；C．由
故C正确；D．系统有唯一加速度值，因此力F有唯一的值，故D错误。故选C。
7．AD [小球B受重力mg、轻绳OB的拉力FT和拉力F，由题意可知，三个力的合力始终为零，矢量三角形如图．在FT转至水平的过程中，轻绳OB的拉力FT逐渐减小，拉力F逐渐变大，故选项A正确，B错误；整体(含斜面体，物块A和小球B)受向下的重力，向上的支持力，向左的摩擦力和拉力四个力的作用，根据小球的受力分析可知，拉力F的竖直分力逐渐增大，水平分力先增大后减小，所以支持力逐渐减小，摩擦力先增大后减小，故选项C错误，D正确．]
8． A．由于宇航员登上月球后还能健步如飞，可知月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，A错误；
B．根据竖直上抛运动可知可得
B错误；C．根据
可得月球的质量C正确；
D．根据可得月球表面的第一宇宙速度D正确。故选CD。
D、当ω足够大时，假设小球能够到达与圆心等高的位置，则圆环的支持力向左指向圆心，而弹簧的拉力斜向下，重力竖直向下，小球在竖直方向合力向下，竖直方向无法平衡，故假设不成立，故D错误。
故选：AB。

9．【详解】A．已知污水在管道中的流速为v，则当M、N间电压为U时，有

解得

由于流量

A对；
B．由左手定则可知，负离子受到洛伦兹力方向竖直向下，故N板带负电，M板带正电，则M板的电势高于N板的电势，B错误；
C．离子所受电场力和洛伦兹力大小相等，即

解得

电压U与污水中离子的浓度无关，C错误；
D．由于污水的流速为

污水流过该装置时受到的阻力为

且污水匀速通过该装置，所以左、右两侧管口受到的压力差等于污水流过该装置时受到的阻力，即

又因为

解得

D正确。
故选A D

10．AD [小球在磁场中，水平方向做匀速圆周运动，竖直方向做自由落体运动，小球运动的周期T＝qB(2πm)＝2 s，则离开磁场时运动时间为t＝2(T)＝1 s，下落的高度h＝2(1)gt2＝5 m，从进入磁场到离开磁场，由动能定理有2(1)mv2＝2(1)mv＋mgh，解得v＝10 m/s，选项A正确，B错误；小球做圆周运动的半径r＝qB(mv0)＝π(v0)，则小球离开磁场时的位置与抛出点的距离为s＝()＝π(5) m，选项C错误，D正确．]
11．【答案】
【解析】（1）[1]由题意可得，遮光片遮光时重物的速度
（2）[2][3]根据机械能守恒，可得
即有
如果图像与纵轴的截距为、斜率为，则机械能守恒定律得到验证。
．
12【解析】(1)干电池内阻相对一般电流表内阻而言较小,为减小电流表分压带来的系统误差,应采用“外接法”(相对电源,因为需要测量的是电池内阻),故应选甲。
(2)干电池电动势约为1.5 V,电压表选B可减小读数误差。滑动变阻器应选C,若选D,则滑片滑动时引起的电流表读数变化非常微小。
(3)图线应为直线,作图时使尽量多的点在线上,不在线上的点应均匀分布在线的两侧,误差较大的点舍去。



戊
(4)由U=E-Ir可得图象上的截距E=1.50 V,斜率的绝对值r≈0.83 Ω。
(5)输出功率P=UI==-+,应为开口向下的抛物线,C项正确。
【答案】(1)甲
(2)B C
(3)如图戊所示
(4)1.50(1.49~1.51) 0.83(0.81~0.85)
(5)C

13．解析：(1)物体对水平面的压力
FN＝mg－Fsin 37°＝100 N－100×0.6 N＝40 N
由牛顿第二定律得物体的加速度
a＝m(Fcos 37°－μFN)
＝10(100×0.8－0.5×40)m/s2＝6 m/s2
第2 s末，物体的速度v＝at＝12 m/s
拉力F对物体做功的功率P＝Fvcos 37°＝960 W
(2)从运动开始，前进12 m用时
t′＝a(2l)＝6(2×12) s＝2 s
该过程中拉力对物体做功
W＝Flcos 37°＝100×12×0.8 J＝960 J
拉力对物体做功的平均功率
P′＝t′(W)＝2(960)W＝480 W
14【解析】(1)弹簧恢复原长时，物体A、B的加速度大小相同，
对B分析：mg－T＝ma
对A分析：T′－mgsin 30°＝ma
由于T′＝T
代入数据解得：T＝T′＝30 N.
(2)初始位置，弹簧的压缩量为：x1＝k(mgsin 30°)＝10 cm，
当物体A速度最大时，即物体A的加速度为0，对物体A分析有：mg＝kx2＋mgsin 30°
弹簧的伸长量为：x2＝10 cm
所以物体A沿斜面上升的距离为：x＝x1＋x2＝20 cm.
(3)因为x1＝x2，所以弹簧的弹性势能没有改变，由系统机械能守恒得：
mg(x1＋x2)－mg(x1＋x2)sin 30°＝2(1)·2m·v2
解得：v＝1 m/s.


15【答案】（1），方向竖直向上；（2）
【解析】
【详解】（1）小球自由下落的高度为，根据自由落体运动规律可知小球与薄板碰撞前瞬间的速度大小为

碰后小球竖直上抛的高度为，根据竖直上抛运动规律可知小球与薄板碰撞后瞬间的速度大小为

在碰撞过程中，设薄板对小球的弹力大小为F，以竖直向上方向为正方向，由动量定理得

解得

方向竖直向上。
（2）在碰撞过程中，滑动摩擦力对小球的冲量大小为

设小球第一次弹起后的水平速度大小为v，由动量定理得

设小球第一次弹起后薄板的速度大小为v′，小球和薄板组成的系统在水平方向上动量守恒，即

解得

16解析 (1)以电场方向为正方向，假设球A在与球B碰前瞬间的速度为v0
根据动能定理有qEx＝2(1)mv0(2)，得v0＝6 m/s
A、B两球碰撞瞬间动量守恒、机械能守恒
有mv0＝mv1＋2mv2
2(1)mv0(2)＝2(1)mv1(2)＋2(1)·2mv2(2)
联立解得v1＝－3(1)v0＝－2 m/s
v2＝3(2)v0＝4 m/s。
(2)A、B两球碰撞后A球弹回，向左做匀减速直线运动，B球向右做匀速直线运动，A球速度减小到零后反向向右做匀加速直线运动，当二者速度相同时，距离最远。
设从碰撞到共速经历的时间为t
对A球a＝m(qE)＝9 m/s2
v2＝v1＋at
解得t＝3(2) s
对两球xA＝v1t＋2(1)at2
xB＝v2t，Δx＝xB－xA＝2 m。
答案 (1)－2 m/s 4 m/s (2)2 m

17．(1)ql(02) (2)ql(mv0) (3)3v0(4πl)＋2v0(5nπl)(n＝0,1,2,3，…)
解析 (1)设带电粒子在电场中运动的加速度为a
根据牛顿第二定律得：qE＝ma
粒子沿y轴方向：l＝v0t
粒子沿x轴方向：2(3)l＝2(1)at2
解得：E＝ql(02).
(2)粒子沿x轴方向匀加速运动，速度v1＝at＝v0
进入磁场时与y轴正向夹角的正切值tan θ＝v0(v1)＝
解得θ＝60°
进入磁场时速度大小为v＝2v0
其运动轨迹，如图所示

在第一象限由洛伦兹力提供向心力得：qvB＝mR1(v2)
解得： R1＝l
由几何知识可得粒子第一次到达x轴时过A点，因ON满足ON＝2R1cos 30°，所以NA为直径．
带电粒子刚好不从y轴负半轴离开第四象限，
满足(2R1＋R2)sin 30°＝R2，解得R2＝2l
又qvB＝mR2(v2)，解得：B2＝2(B1)＝ql(mv0)
(3)带电粒子到达D点时，因为DC＝R1sin 30°＝2(l)
D′H＝R2－R2sin 30°＝l
F点在H点的左侧，带电粒子不可能从第一象限垂直磁场边界离开磁场
带电粒子在第一象限运动周期T1＝2v0(2πR1)＝v0(πl)
带电粒子在第四象限运动周期T2＝2v0(2πR2)＝v0(2πl)
带电粒子在磁场中运动时间满足t＝2(T1)＋12(5T2)＋n×6(5)(T1＋T2)
解得：t＝3v0(4πl)＋2v0(5nπl)(n＝0,1,2,3…)．